I. ĐỐI TƯỢNG VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 1 Đối tượng nghiên cứu:
3. Giải bài toán tối ưu sinh khố
2.2. Tối ưu hóa mật độ sinh khối B.licheniformis ATCC14580 trên môi trường peptone glucose
trường peptone- glucose
Bảng 13: Mật độ sinh khối của B. licheniformis ATCC 14580
TN Nhiệt độ Peptone(g/l) pH OD 620nm ( 24h) 1 25 1,5 6 1,521 2 40 1,5 6 1,823 3 25 2,5 6 1,692 4 40 2,5 6 2,326 5 25 1,5 8 1,487 6 40 1,5 8 1,867 7 25 2,5 8 1,425 8 40 2,5 8 2,269 9 23,4 2 7 1,942 10 41,6 2 7 2,436 11 32,5 1,4 7 1,491 12 32,5 2,6 7 2,408 13 32,5 2 5,7 1,852 14 32,5 2 8,2 1,924 15 32,5 2 7 2,208 16 32,5 2 7 2,325 17 32,5 2 7 2,218
Nhận thấy mật độ tế bào ( theo OD) trong khoảng thí nghiệm từ 1,425 đến 2,436 tương ứng với số thí nghiệm 7 và 10. Mật độ tế bào lớn nhất tại nhiệt độ 41,60C, peptone 2 g/l và pH= 7. Trong khi ở nhiệt độ 250C, peptone 2,5g/l và pH=8, mật độ tế bào thấp nhất.
Kết quả phân tích phương sai của mô hình trong hình cho thấy cho thấy nhiệt độ và nồng độ peptone là các yếu tố ảnh hưởng mạnh đến mật độ tế bào, còn pH ảnh hưởng ít hơn. Giá trị F của mô hình là 8,30 ứng với p= 0,054 < 0,05 cho thấy mô hình đã chọn là có nghĩa. Giá trị Lack of Fits là 0,121> p= 0,05 cho thấy mô hình đã chọn là phù hợp với thực nghiệm khi tiến hành thí nghiệm
Hình 16: Phân tích phương sai ANOVA của mô hình tối ưu sinh khối B. licheniformis ATCC 14580
Phương trình hồi quy mô tả ảnh hưởng của các yếu tố độc lập ( A, B,C) tới mật độ sinh khối biểu diễn như sau
Hình 17: Phương trình hồi quy mô tả ảnh hưởng các yếu tố tới sinh khối
B. licheniformis ATCC 14580
Xem xét ảnh hưởng của từng yếu tố đến mật độ sinh khối ( OD) đạt cực đại tại nhiệt độ 41,60C, nồng độ peptone 2g/l và pH = 7.
Hình 18a: Tương tác giữa nhiệt độ và peptone tới sinh khối của
Hình 18b. Tương tác giữa nhiệt độ và pH tới sinh khối
B. licheniformis ATCC 14580
Hình 18c. Tương tác giữa peptone và pH tới sinh khối
B. licheniformis ATCC 14580
Tối ưu hóa mật độ tế bào B. licheniformis ATCC 14580
+ Sử dụng phương pháp hàm kỳ vọng để tối ưu hóa mật độ sinh khối trên môi trường nuôi cấy peptone – glucose bằng phần mềm quy hoạch thực nghiệm Design Expert. Kết quả ta tìm được phương án tối nhất để cực đại hàm mục tiêu là 2,460 tại nhiệt độ
là 37,420C, nồng độ peptone 2,45g/l và pH= 6,65. Kết quả này có tính tương thích cao so với kết quả bằng thực nghiệm. Kết quả được trình bày ở hình 19
Hình 19: Hàm kỳ vọng và điều kiện tối ưu mật độ tế bào
B. licheniformis ATCC 14580
PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I- KẾT LUẬN
+ Khảo sát được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo sinh khối của các chủng
Bacillus: nhiệt độ, peptone, pH, thời gian. Và đã chọn được 3 yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình tạo sinh khối gồm : nhiệt độ, peptone và pH
+ Tối ưu hóa điều kiện thu sinh khối các chủng Bacillus cụ thể:
• B. subtilis ATCC 6330 đạt sinh khối ymax= 2, 587 tại nhiệt độ là 38,49 0C, peptone là 2,42 g/l và pH= 7,2 trên môi trường peptone- glucose với tỉ lệ tiếp giống 7%, tốc độ lắc 150v/p.
• B. licheniformis ATCC 14580 đạt sinh khối ymax= 2,460 tại nhiệt độ 37,420C, peptone 2,45g/l và pH= 6,65 trên môi trường peptone- glucose với tỉ lệ tiếp giống 7%, tốc độ lắc 150v/p.
II- KIẾN NGHỊ:
Để tiếp tục nghiên cứu đề tài tối ưu hóa điều kiện thu sinh khối, tôi đề nghị:
+ Tiếp tục nghiên cứu các điều kiện tạo chế phẩm : tỉ lệ phối trộn chất mang với sinh khối, nhiệt độ sấy, chế độ sấy. Tối ưu hóa mật độ tế bào trong chế phẩm là lớn nhất. + Nghiên cứu điều kiện bảo quản chế phẩm để tăng tính ổn định của chế phẩm.
+ Thử nghiệm chế phẩm trên đầm nuôi tôm thực tế để kiểm tra hiệu quả của chế phẩm.
PHẦN IV: TÀI LIỆU THAM KHẢO:
Tài liệu tiếng việt
1. Bùi Thị Kim Anh, Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật để xử lý ô nhiễm nền đáy ao nuôi tôm cao sản. Luận văn ngành thạc sĩ ngành công nghệ môi trường, ĐHBK Hà Nội, 2004
2. Nguyễn Liêu Ba, La Thị Nga, Trương Ba Hùng, Nguyễn Minh Dương, Đặc điểm của một số chủng Bacillus và Lactobacillus có khả năng ứng dụng để xử lý môi trường nuôi tôm cá. Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc, Hà Nội, 2003
3. Nguyễn Lân Dũng, Thực tập vi sinh vật, NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp Hà Nội, 1983
4. Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty, Vi sinh vật học. NXB Giáo dục, 1997.
5. Hoàng Đình Hòa, Tối ưu hóa trong công nghiệp thực phẩm. NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1999
6. Trịnh Lê Hùng, Kỹ thuật xử lý nước thải, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam, Hà Nội 2009
7. Đặng Đình Kim, Nguyễn Văn Năm, Lại Thị Chí, Trần Văn Tựa, Nguyễn Đức Thọ, Đặng Thanh Thủy, Lê Thu Thủy, Bùi Kim Anh, Vũ Văn Dũng, Nguyễn Văn Quyển,
nghiên cứu tạo chế phẩm vi sinh vật xử lý nền đáy ao nuôi tôm cao sản, hội nghị toàn quốc về nuôi trồng thủy sản, NXB Nông nghiệp, tháng 11/2003.
8. Giang Thị Kim Liên, Bài giảng quy hoạch thực nghiệm ( các phương pháp thống kê xử lý số liệu thực nghiệm ), Đà Nẵng, 2009.
9. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXBKHKT, 2003. 10. Nguyễn Thanh Phương, Trần Ngọc Hải, Dương Nhựt Long, giáo trình nuôi trồng thủy sản, trường đại học Cần Thơ, khoa Thủy sản, 2009.
11. Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học. NXB Giáo dục,2009
13. Nguyễn Thị Tươi, Nghiên cứu sản xuất chế phẩm probiotic dùng cho nuôi tôm kinh tế và cải thiện môi trường nước nuôi tôm, Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Công nghệ sinh học, 2005
14. Võ Thị Tứ, hoàn thiện và triển khai công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học phục vụ xử lý môi trường nuôi trồng thủy sản, Báo cáo khoa học và kĩ thuật, Hà Nội, 2006. Võ Thị Tứ, Trương Ba Hùng, Nguyễn Minh Dương, La Thị Nga, Lê Thị Thu Hiền, Phạm Thị Minh Hà, Lê Doanh Tại, Nguyễn Trường Sơn, Đào Thị Thanh Xuân, Nguyễn Liêu Ba, Nghiên cứu sử dụng Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bacillus licheniforms, Lactobacillus acidophilus để sản xuất chế phẩm sinh học Biochie xử lý nước nuôi thủy sản. Tuyển tập hội thảo toàn quốc về nghiên cứu khoa học công nghệ trong nuôi trồng thủy sản, Vũng Tàu, 2004.
Tài liệu nước ngoài
15. D.J.W. Moriarty, O.Decamp” Bacillus as aquaculture probiotics potential and limitations”,2010
16. L. Korsten N. Cook, “Optimizing Culturing Conditions for Bacillus Subtilis”, 1996 17. Maloy Kumar Sahu ,N.S. Swarnakumar ,K. Sivakumar ,T.Thangaradjou , L. Kannan”
Probiotics in aquaculture: importance and future perspectives”,2008.
18. Nermeen A. El-Sersy, Hassan A.H. Ebrahim and Gehan M. Abou-Elela,
“Response Surface Methodology as a Tool for Optimizing the Production of Antimicrobial Agents from Bacillus licheniformis SN2”, 2010.
19. Sirirat Dengripat et al, ”Effects of probiotic bacterium on black tiger shimp penaeus monodon survival and growth in Aquaculture “, 1998
20. S.C. Ng, MRCP, A.L. Hart, PhD, M.A. Kamm, MD, A.J. Stagg, PhD, and S.C. Knight, PhD,
Mechanisms of Action of Probiotics: Recent Advances, 2009.
21. http://www.statease.com